Ene 152017
 

Como ya avisamos en el Sorteo de Navidad, uno de los premios a sortear es el Dron FPV que hemos utilizado para este reportaje. Si has cumplido todos los pasos del sorteo, solo te falta compartir esta noticia para tener opciones a llevártelo.

El siguiente reportaje es nuestro primer acercamiento a nivel usuario al mundo de los drones, concretamente aquellos que incluyen FPV. Para quien no esté familiarizado con esas siglas, FPV es el acrónimo de “first person view” o dicho en español, “vista en primera persona”.

Estos drones están pensados para controlarlos usando un visor que puede ser un monitor externo, o unas gafas de visión en primera persona para una mayor sensación de inmersión. Las sensaciones que se consiguen con estas gafas se acercan a volar dentro del propio dron, mientras lo controlamos a distancia con nuestra emisora.

Leyendo estas descripciones podemos pensar que tal vez es demasiado complejo o puede no gustarnos, como para gastar una cantidad elevada de dinero en iniciarnos. De ahí nace la idea de este reportaje en el que montaremos un dron FPV ultra low cost para conocer esta modalidad incipiente del RC.

Info del proyecto

  • Nivel de dificultad: Medio
  • Conocimientos necesarios: Soldar y recortar plástico
  • Presupuesto estimado: 120€ a 150€

Materiales

  • Dron Syma X5C o equivalente

El Syma X5C se ha ganado el título de dron de iniciación más vendido en internet, gracias a las estupendas características que ofrece a muy bajo coste. Con unos pequeños ajustes en los trims al sacarlo de la caja, tendremos en las manos un dron con vuelo muy estable, sencillo de controlar y que además ofrece dos modos de vuelo, lento y rápido, para que podamos ajustarlo a nuestro aprendizaje.

Ver X5C en Hobby Macias / Ver dron similar en Hobby Macias

  • Kit con cámara y monitor para FPV

El kit que hemos elegido ofrece a un precio muy contenido una cámara que emite vídeo en 5,8Ghz (ahora explicaremos sus ventajas), a la vez que es capaz de grabar en una tarjeta Micro SD, que controlaremos desde el mando del propio Syma X5C para elegir cuando queremos hacer una foto, grabar o parar. Sin duda una gran lista de funcionalidades por tan solo 50€ que cuesta el lote. Esto nos ofrece la facilidad de poder grabar nuestros primeros vuelos de aprendizaje y aprender de nuestros errores, sin necesidad de llevar dos cámaras.

Además, la señal de vídeo en 5,8Ghz nos asegura una baja latencia en la imagen, o dicho de otro modo, lo que vemos en el monitor llega a tiempo real desde el dron, sin retrasos. Sería muy dificil volar en primera persona si la señal de video nos llega con retraso, no podríamos maniobrar a tiempo. La cámara mantiene su rendimiento en emisión de video incluso aunque activemos la grabación. Los kits con señal en 2,4Ghz emiten para ver el video en teléfonos móviles, pero llegan con algo de retraso en comparación con los kits 5,8Ghz que son instantaneos.

Existen kits completos de dron + camara + monitor para FPV, como estos que puedes encontrar en Modelspain, por si prefieres comprarlo todo junto.

Kit Dron FPV 1  //  Kit Dron FPV 2  //  Kit Dron FPV 3 todos en Modelspain

  • Gafas VR para teléfonos móviles

Puedes elegir las que más te gusten o las más baratas, en realidad son todas iguales y todas pueden servir para este proyecto. En nuestro caso hemos elegido las BOBO VR porque cuentan con un frontal suficientemente amplio para instalar por dentro el monitor del kit FPV del sima, así como un buen acolchado en la superficie que apoya en nuestra cara, lo que hace que sean muy comodas.

Ver gafas VR en Hobby Macias

El Syma pesa tal como viene de casa 104 gramos listo para volar.

El Syma pesa tal como viene de casa 104 gramos listo para volar.

Comenzando el montaje – La cámara y su peso

Leyendo en internet antes de comenzar nuestro proyecto, uno de los principales problemas comentados por los usuarios que habían adquirido el kit FPV para el Syma, era el excesivo peso de la cámara que retransmite la señal de vídeo, haciendo que el vuelo del dron se volviese lento e inestable. Por lo demás, todo parecía funcionar correctamente, sin cortes en la señal de vídeo, con una buena distancia de alcance teniendo en cuenta que tenemos entre manos un juguete y con una buena autonomía de vuelo.

Como podemos ver en la fotografía anterior, el Syma es un dron ultra ligero, a pesar de su tamaño, acumulando un total de 104 gramos en orden de vuelo, incluyendo su propia cámara y la batería necesaria para alimentar a ambos. Teniendo esto en mente, añadir una nueva cámara cuyo peso total es de 19 gramos, 3 veces más que la cámara original, podemos entender que el dron se vuelva más lento y torpe. Ahí encontramos el primer y prácticamente único problema de este proyecto.

Para solucionarlo, decidimos desmontar la cámara y hacer una comparación de pesos en relación a los componentes que podíamos dejar y a los que podíamos quitar, como la carcasa de la cámara o la propia batería adicional que incorpora.

camara-peso-comparacion

Como podemos ver en la imagen superior, hemos comparado el peso de la cámara tal como viene de casa y el de la cámara sin su carcasa y dejando fuera de la báscula la batería. Dicho de otro modo, eliminando batería y carcasa, nos ahorramos 10 gramos y dejamos el peso de esta cámara cercano a los 6 gramos de la cámara original.

Puedes ver más imágenes comparativas de pesos en la galería de fotos de este reportaje.

Tras eliminar la carcasa nos encontramos con la inevitable cuestión ¿dónde la montamos? La montura original de la cámara incorpora los anclajes necesarios para instalarla en la misma ubicación que la cámara original, en su parte inferior, sobre la compuerta de las baterías. Decidimos que la mejor opción era montar la cámara dentro del propio dron y alimentar la cámara con la propia batería del dron.

Además, la cámara incorpora un cable similar a la cámara original, que conecta con el Syma para poder controlar desde la emisora la grabación de vídeo, de modo que con la cámara en el interior del dron, solo tendríamos que soldar este cable por dentro al conector de la placa del dron para poderlo controlar desde la emisora.

En su interior el Syma es un dron muy sencillo, solo la placa de control y los motores con los cables que los conectan. No hay más.

Los tres cables rojo, negro y amarillo que se ven en el centro de la placa, son los que hacen que podamos controlar la cámara desde la emisora. Salen por el conector que se ve naranja a la izquierda de la placa central.

Decididas las cuestiones anteriores, solo hubo que cambiar uno de los puntos del proyecto, relacionado con la alimentación de la cámara. En las pruebas previas al montaje, la cámara funcionaba correctamente alimentada con la misma batería que el dron, siempre y cuando los motores estuviesen apagados.

En el momento en que intentamos realizar un vuelo de prueba y los motores empezaban a consumir batería, la cámara perdía por completo toda la corriente y se quedaba sin señal, por lo que tuvimos que volver a la idea original de una batería independiente para la cámara, aunque por ahorrar peso, usaríamos unas que teníamos de un viejo mini heli.

Paso 2 – Instalando la cámara dentro del dron

Gracias a la simplicidad del interior del Syma, este paso fue muy sencillo de realizar, contando con toda la parte superior de la carrocería del Syma para fijar la circuitería de nuestra cámara. También tuvimos un poco de suerte ya que las dimensiones de todo encajaban a la perfección y tuvimos que realizar pocos ajustes.

Fue necesario efectuar una abertura en la carcasa del dron por la que se mostrarían al exterior los controles para el cambio de canal de nuestra cámara, esa pequeña cajita azul con tres interruptores que, combinando sus posiciones, nos permiten alternar entre los distintos canales de emisión.

El orificio se efectua con gran facilidad dado lo blando del plástico del Syma. Un cutter será suficiente.

El orificio se efectua con gran facilidad dado lo blando del plástico del Syma. Un cutter será suficiente.

Si realizamos bien este orificio de modo que la cajita azul entre a presión, apenas será necesaria más fijación, aunque en nuestro caso y para asegurar, utilizamos pegamento caliente por la parte exterior de la carcasa, bordeando la caja de interruptores, además de una cinta de doble cara elástica en el interior, con lo que el aguante era excelente. No se soltará nunca. También debemos realizar un pequeño orificio para extraer la antena emisora de vídeo, algo sencillo de hacer si tenemos a mano un escariador de lexan o una dremel bien equipada.

CONSEJO IMPORTANTE: Aunque en algunas de las fotos del reportaje verás la antena saliendo vertical del dron, recomendamos ponerla horizontal, pegada a uno de los brazos. Al ponerla vertical queda muy expuesta y estando compuesta de dos partes conectadas entre sí, es fácil que el cable de en medio se suelte, como nos pasó a nosotros. Tuvimos que repararla y ponerla horizontal.

Con la cámara ya fijada en la carcasa tenemos dos conjuntos de cables que soldar, los que se encargan del control de la grabación de vídeo desde la emisora (amarillo y negro) y los de alimentación (rojo y negro). Para el control de vídeo, simplemente engancha los conectores habilitados para tal fin, pero por dentro del dron en lugar de por fuera. (ver foto)

Los cables rojo y negro de alimentación están soldados a la batería, debes des soldarla y los alargaremos con otros cables que tengamos para poderlos sacar por la parte inferior del dron, donde se encuentra la compuerta de baterías (ver foto). De este modo tendremos acceso fácil para cambiar o cargar la batería de la cámara, que puede ser una más pequeña o la propia original, aunque el dron vuele algo peor. (ver foto)

Vision exterior de la carcasa del Syma, con el orificio para los interruptores de cambio de canal de video.

Vision exterior de la carcasa del Syma, con el orificio para los interruptores de cambio de canal de video.

Para poder emplazar la lente con comodidad en el exterior del dron, nosotros hemos usado este alargador, aunque no es totalmente necesario, facilita mucho el montaje. Además, descubrimos que esta cámara es compatible con una popular “cámara espía”, la 808 #16 HD, muy popular en internet por su aspecto discreto y por la calidad de imagen de sus grabaciones. Existe una lente alternativa de gran angular para esa cámara y también decidimos incorporarla a nuestro proyecto, con lo que conseguimos mejorar notablemente el ángulo de visión de nuestro dron.

A la izquierda la lente de casa. A la derecha el gran angular de la 808 #16 HD.

A la izquierda la lente de casa. A la derecha el gran angular de la 808 #16 HD.

Como se puede apreciar en la imagen superior, compuesta por dos fotografías tomadas en condiciones idénticas, el gran angular de la 808 #16 HD ofrece un campo visual mucho mayor, ideal para vuelo FPV. En la de la derecha podemos ver a Miguel sacando la foto desde arriba a la cámara y el monitor, pero podemos ver  más del entorno. En la de la izquierda, tomada de un modo idéntico, vemos las manos, el movil y poco más. Esto es una mejora para quien quiera probarlo, no es indispensable.

Con la cámara en el interior del dron, los orificios de canal de vídeo y antena, solo falta pegar la lente en la parte frontal del dron. Esto lo realizamos con un pedacito de cinta de doble cara elástica y fue más que suficiente, nunca se ha caído o soltado. Deberás limar un poco los bordes de la carcasa para que los cables puedan pasar al exterior sin problemas cuando vuelvas a cerrar el Syma. IMPORTANTE: Recuerda probar que todo funciona bien antes de cerrar y sobre todo, verifica que no estés montando la lente al revés. Enciendela, mira el monitor y adhierela correctamente.

Todo listo dentro de nuestro dron, con un peso final solo un gramo superior al conjunto original

Todo listo dentro de nuestro dron, con un peso final solo un gramo superior al conjunto original. La batería pequeña es para la cámara, una vieja que teníamos de mini helicopteros. Puedes usar la original de la camara si lo prefieres, simplemente será un poco menos ágil.

Puedes ver más fotos detalladas del montaje en la galería de fotos, haciendo clic aquí

Paso 3 – Montando el monitor en las gafas VR

Con el dron listo para volar con su nueva cámara emisora y grabadora de vídeo instalada en su interior, enviando la señal de vídeo en 5,8 Ghz sin problemas al monitor-receptor, solo nos falta incorporar este a las gafas VR para completar nuestro sistema de vuelo FPV.

Aunque las medidas del monitor hubiesen permitido instalarlo en el lugar de la tapa de las gafas, usando velcro o cinta de doble cara, el resultado final habría sido bastante pobre, con un aspecto cutre y con entradas de luz por las juntas, por lo que decidimos desmontarlo e instalarlo donde normalmente se insertaría el teléfono móvil.

 

Tendremos que adaptar las gafas para su nuevo uso, extrayendo las lentes interiores, recortando y perforando. ¡Listos!

Tendremos que adaptar las gafas para su nuevo uso, extrayendo las lentes interiores, recortando y perforando. ¡Listos!

Así pues, nos dispusimos a abrir el monitor para analizar los componentes internos y estudiar la mejor forma de incorporarlos en la parte interior de la tapa frontal de las gafas VR, las cuales requerirían además algunas modificaciones para la ocasión.

El interior del monitor es mucho más sencillo de lo que uno puede pensarse, compuesto simplemente por una placa de circuitos principal, una pantalla conectada a dicha placa mediante un cable de cinta plana y la batería que alimenta todo el conjunto. La pantalla y la placa están separadas por una rejilla de plástico, para evitar contactos de metal con metal, es importante tener esto en cuenta para nuestra instalación posterior.

Instalaremos la placa en el frontal de las gafas y realizaremos dos orificios, uno para la caja de interruptores de selección de canal y otro en la parte superior para el conector de la antena receptora de vídeo. Esos dos orificios serán suficiente sujeción para la placa, que igualmente aseguraremos más tarde con el sistema que se encargará de retener en su sitio todo el sistema de vídeo.

NOTA: Ubica la placa y el monitor sobre el frontal de las gafas antes de realizar los orificios correspondientes, para asegurarte de que luego la pantalla queda perfectamente centrada.

monitor-inside-gafas

Como se aprecia en la imagen superior, el interior de la tapa frontal de las gafas tiene una distribución perfecta para encajar todo el sistema de vídeo, con un pequeño hueco incluso para la batería.

Con todo planteado como en la fotografía superior en la parte derecha, debemos realizar dos orificios que encajen con los laterales de la placa electrónica, que serán la base del sistema de sujeción para todos los componentes del monitor y en los que introduciremos unos tornillos suficientemente largos como para abarcar la altura del monitor sobre la placa con la rejilla de separación en medio y además la altura de dos tuercas que usaremos.

NOTA: La placa frontal de las gafas es extraible, retirala para trabajar más cómodamente.

Realizados todos estos pasos solo nos queda fijar el interruptor que activa la pantalla en el punto que nos resulte más cómodo de la superficie de las gafas, usando un trozo de cinta de doble cara. La batería encajará perfectamente en el hueco que queda al lado de la antena en la parte superior, debajo de la placa y en la zona más “hundida” de la superficie del frontal de las gafas. El cable de la batería entrará desde arriba en el conector de la placa, que quedará resguardado contra la superficie de las gafas.

Los tornillos que introduciremos desde fuera, servirán de sujeción a todo el conjunto, utilizando dos tuercas autoblocantes en cada tornillo, una que sujetará la placa de circuitos a la superficie de las gafas y otra que, ayudada de una arandela, servirá para presionar el monitor contra la placa, recordando añadir en medio la rejilla de plástico. No es el mejor sistema de sujeción, pero permite cierto margen para ajustar la posición del monitor por si no lo hemos cuadrado perfecto.

Puedes ver mas fotos del montaje en la galería de fotos del reportaje, haciendo clic aquí.

Ya tenemos lista nuestra pantalla, ahora solo nos falta realizar los cambios necesarios para convertir las gafas VR en unas gafas FPV.

Sistema de vídeo instalado en el frontal de las gafas

Sistema de vídeo instalado en el frontal de las gafas. Interruptor original con los cables reemplazados por unos mejores. Batería instalada en el hueco habilitado para tal fin.

Paso 4 – Convirtiendo las gafas VR en FPV

Las gafas utilizadas para este proyecto son gafas que se venden para aplicaciones de realidad virtual en teléfonos móviles, que cuentan con aplicaciones que emulan una montaña rusa o experiencias similares, para que uno pueda hacer sus primeros pinitos con la VR. Esto significa que las gafas han sido fabricadas teniendo en cuenta las necesidades de la realidad virtual, no de una experiencia de vuelo FPV, por lo que tendremos que realizar los siguientes cambios:

  • Retirar las lentes de aumento
  • Recortar la zona en la que iban instaladas las lentes
  • Instalar una lente fresnel para mejorar la visibilidad (opcional)

Las lentes enroscadas que puedes ver en la imagen inferior tienen aumento, pero además cuentan con un ángulo de incidencia sobre la pantalla que es necesario para aplicaciones de realidad virtual, pero no para una pantalla normal en la que veremos el video de una cámara normal, por eso tenemos que eliminarlas, algo tan sencillo como desenroscarlas.

Una vez quitemos estas lentes, tenemos que recortar la superficie donde iban enroscadas para que nada interfiera entre nuestro campo visual y la pantalla que hemos instalado en la parte frontal. Esto dependerá del modelo de gafas de cada uno, así como de la habilidad y herramientas de que disponga para hacerlo. En nuestro caso hemos usado unas tijeras de lexan y una dremel para retocar los acabados.

Aspecto del interior de las gafas después de eliminar las lentes.

Aspecto del interior de las gafas después de eliminar las lentes.

Con este último paso habremos terminado de preparar nuestras gafas FPV, aunque como último paso opcional pero muy recomendable, la experiencia se ve enormemente mejorada si añadimos a las gafas una lente fresnel. La lente fresnel es una lámina de plástico fino que actúa a modo de lupa, con lo que conseguiremos ver la pantalla mucho más grande que sin ella, facilitando la visibilidad y resultando más cómoda para los ojos. Se pueden encontrar en internet a menos de 1€.

Una vez más, tenemos la suerte de que el diseño de las gafas que hemos elegido nos facilita muchísimo la instalación de una lente fresnel, para lo cual tendremos que desmontar la mitad de las gafas que queda más cerca de la cara e insertar ahí en medio, a modo de “junta”, la lente fresnel recortada con la forma del panel de las gafas.

plantilla lente fresnel

Una vez recortada la lente fresnel con la forma del panel de las gafas, solo tendremos que volverlo a montar todo en su sitio con los tornillos de las propias gafas y todo quedará perfectamente montado, sin necesidad de añadir cinta o nuevos tornillos. Gracias al diseño de estas gafas la instalación de la lente fresnel es realmente fácil.

comparacion lente fresnel

A la izquierda, sin, a la derecha, con lente fresnel

Y ahora ya sí, tenemos finalizadas nuestras primeras gafas FPV para este proyecto de dron FPV Ultra Low Cost. Gracias a estas gafas, tenemos un conjunto con un peso total de 330 gramos incluida la batería de las propias gafas, un peso muy reducido en comparación con gafas que ya se venden hechas. Además, las dimensiones y estética de estas gafas hacen que el conjunto sea pequeño, elegante y cómodo de llevar puesto incluso durante largos periodos de tiempo.

NOTA: Dependiendo de la forma de la cara y nariz de cada uno, es probable que el monitor requiera realizar algunos ajustes para una visualización optima de la imagen, pudiendo desplazarse arriba y abajo, además de ligeramente a los lados, gracias a nuestro sistema de sujeción.

NOTA: En algunos casos es posible que el monitor necesite algunos grados de inclinación en su parte superior hacia los ojos del piloto, para lo cual podemos añadir arandelas a modo de suplemento en la parte de arriba del monitor, entre la rejilla de plástico y el monitor, para ganar algunos milimetros que nos darán el ángulo deseado.

NOTA: Es posible, dependiendo de cada persona, que el monitor de la impresión de estar algo cerca de los ojos, aunque es cuestión de tiempo acostumbrarse. Dadle un rato de vuelo hasta que os hagáis a ello. Si aún así os sigue resultando algo incómodo, tendréis que añadir suplemento a la parte acolchada de las gafas para separarlas un poco de la cara.

Resumen del proyecto.

Con la cámara instalada dentro de nuestro dron y el monitor montado en las gafas VR convertidas a FPV, podemos dar por finalizado nuestro proyecto de Dron FPV Ultra Low Cost, un proyecto con el que hemos realizado una primera aproximación al mundo de los drones y el vuelo FPV y un proyecto con el que hemos aprendido mucho. Sin duda se trata de una forma super barata de hacer tus primeros pinitos en el mundo de los drones FPV y si no te gusta, la inversión no habrá sido tan grande. Eso sí, si te gusta este dron es perfectamente válido para volar durante un tiempo y aprender a desenvolverte con estas pequeñas aeronaves.

Tienes toda la galería de fotos al detalle haciendo clic aquí

 

Finalizado está guapo guapo :D

Finalizado está guapo guapo 😀

Es una perfecta máquina de iniciación para novatos de la que podemos decir:

  • Aguanta muy bien los golpes. Dado su reducido peso, las caídas no provocan daños estructurales por la poca inercia que acumula. Es muy dificil romperlo.
  • Puede volarse con viento leve. Es un dron que por su tamaño no es válido para interiores, salvo que sea un garaje o nave, en la casa es inviable. En la calle vuela muy bien incluso con viento. Eso sí, recuerda activar el modo “vuelo rápido” en días con viento, o no podrás volar.
  • Todas las baterías tienen el mismo voltaje y conector. Esto es un punto que proporciona una gran versatilidad al conjunto, ya que todas las baterías sirven para todas las utilidades. Puedes montar la del dron en las gafas, la de las gafas en el dron, la de la camara en las gafas…todas sirven para todo, solo varía la duración.
  • Tiene un buen rango de vuelo y vídeo. Si no hay obstaculos entre medias, puede llegar a los 60 metros de distancia, algo más que suficiente para un dron de juguete.
  • Las baterías duran unos cinco minutos, la de las gafas, 15. Es básicamente el tiempo medio de vuelo de cualquier dron FPV, de modo que con varias baterías tenemos para echar una buena mañana de vuelo mientras vamos recargando unas y gastando otras.
  • Compatible con otros sistemas de vídeo. La frecuencia de video en la que funciona nos permite que con otros receptores, podamos sincronizar la misma frecuencia de la cámara, de modo que nuestros amigos podrán ver en monitores externos lo que nosotros vemos en las gafas.

Clic aquí para ver la galería de fotos al detalle con cada paso del proyecto

Con esto termina el tutorial por escrito de nuestro Dron FPV Ultra Low Cost. Si estabas pensando en iniciarte en esta modalidad del RC con más seguidores cada día, esperamos que te sirva nuestro proyecto para dar tus primeros pasos en el mundillo y aprender sin desembolsar demasiado dinero.

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(publicaremos los ganadores durante esta semana, disculpad el retraso)